第二节芳香烃第二课时

选修5《有机化学基础》第二章烃和卤代烃第二节芳香烃第二课时反应的化学方程式反应条件苯与溴发生取代反应

C6H5Br+HBr液溴.

铁粉做催化剂苯与浓硝酸发生取代反应50℃～60℃水浴加热、浓硫酸做催化剂吸水剂苯与氢气发生加成反应C6H12镍做催化剂，加热加压【思考与交流】填空P37C6H6+Br2C6H6+3H2实验设计根据苯与溴、浓硝酸发生反应的条件，请你设计制备溴苯和硝基苯的实验方案（注意仪器的选择和试剂的加入顺序）请同学们设计实验时，考虑以下问题：

1.选用装置2.加入药品的顺序3.如何控温4.产物提纯等【链接1】

1.溴是一种易挥发有剧毒的药品

2.溴的密度比苯大

3.溴与苯的反应非常缓慢，常用铁粉作为催化剂

4.该反应是放热反应，不需要加热思考与交流【苯与溴的实验设计】ACD从反应方程式得知产物中有溴化氢，我们要检验该产物【链接2】

1.反应最后苯和溴会有剩余它们易挥发

2.长导管在很多实验中被用作冷凝蒸气使之回流

3.溴化氢的性质与氯化氢相似1.用什么试剂去检验?现象是什么？2.检验过程中有没有其他物质干扰，有的话如何解决问题？

有几个同学设计如下的实验装置用来检验HBr气体，我们来看看是否合理？CCl42Fe+3Br2=2FeBr3+Br2Br+HBrFeBr3AgNO3+HBr=AgBr↓+HNO3

设计制备溴苯实验方案【主要仪器】圆底烧瓶、长导管、锥形瓶、铁架台等【药品】苯、液溴、铁粉、硝酸银溶液【反应原理】取代反应。实际起催化作用的是FeBr3.实验：苯跟溴的取代反应实验方案把苯和少量液态溴放在烧瓶里，同时加入少量铁屑作催化剂。用带导管的瓶塞塞紧瓶口，跟瓶口垂直的一段导管可以兼起冷凝器的作用。在常温时，很快就会看到，在导管口附近出现白雾。反应完毕后，向锥形瓶里的液体滴入AgNO3溶液，注意观察现象。把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色不溶于水的液体。【苯与溴的反应实验思考】1、试剂的加入顺序怎样？各试剂在反应中所起到的作用？A、为防止溴的挥发，先加入苯后加入溴，然后加入铁粉。B、溴应是纯溴，而不是溴水。加入铁粉起催化作用，实际上起催化作用的是FeBr3。2、导管为什么要这么长？其末端为何不插入液面？C、伸出烧瓶外的导管要有足够长度，其作用是导气、冷凝。D、导管未端不可插入锥形瓶内水面以下，因为HBr气体易溶于水，以免倒吸。3、反应后的产物是什么？如何分离？导管口附近出现的白雾，是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴。4、实验现象：E、纯净的溴苯是无色的液体，而烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部是油状的褐色液体，这是因为溴苯溶有溴的缘故。除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振荡，再用分液漏斗分离。液体轻微翻腾，有气体逸出.导管口有白雾，溶液中生成浅黄色沉淀。烧瓶底部有褐色不溶于水的液体5.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应？苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成。1.烧瓶中的试剂顺序能够颠倒吗？为什么？能用浓溴水代替液溴吗？为什么？2.该反应的催化剂是FeBr3,而反应时加的是Fe屑，Fe屑是怎样转化为FeBr3的？反应的速度为什么一开始较缓慢，一段时间后明显加快？3.该反应是放热反应，而苯、液溴均易挥发，为了减少放热对苯及液溴挥发的影响，装置上有哪些独特的设计和考虑？4.生成的HBr中常混有溴蒸气，此时用AgNO3溶液对HBr的检验结果是否可靠？为什么？如何除去混在HBr中的溴蒸气？【再思考】苯与溴的反应

设计制备溴苯实验方案——改进【资料】硝基苯，无色，油状液体，苦杏仁味，有毒，密度大于水，难溶于水，易溶于有机溶剂。硝基苯蒸气有毒性。设计苯的硝化反应实验方案

1.苯与硝酸的反应在50℃--60℃

时产物是硝基苯，温度过高会有副产物。

2.硫酸是该反应的催化剂，和硝酸混合时剧烈放热。

3.反应过程中硝酸会部分分解。

4.苯和硝酸都易挥发。

在一个大试管里，先加入1.5毫升浓硝酸和2毫升浓硫酸，摇匀，冷却到50—600C以下，然后慢慢地滴入1毫升苯，不断摇动，使混和均匀，然后放在600C的水浴中加热10分钟，把混和物倒入另一个盛水的试管里。[实验方案和装置图]观察到烧杯中有黄色油状物质生成。用蒸馏水和氢氧化钠溶液洗涤，得纯硝基苯。【苯的硝化反应——实验思考】1、如何混合硫酸和硝酸的混合液？①先将浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入浓硫酸，并及时摇匀和冷却。②向冷却到50-60℃后的混酸中逐滴加入苯，充分振荡，混和均匀。切不可将浓硝酸注入浓硫酸中，因混和时要放出大量的热量，以免浓硫酸溅出，发生事故。2、为何要水浴加热，并将温度控制在60℃？②水浴的温度一定要控制在60℃以下，温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯和浓硫酸反应生成苯磺酸等副反应。③浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂。④反应装置中的温度计，应插入水浴液面以下，以测量水浴温度。⑤把反应的混合物倒入一个盛水的烧杯里，烧杯底部聚集淡黄色的油状液体，这是因为在硝基苯中溶有HNO3分解产生的NO2的缘故。除去杂质提纯硝基苯，可将粗产品依次用蒸馏水和NaOH溶液洗涤，再用分液漏斗分液。3、浓硫酸的作用？4、温度计的位置？5、如何得到纯净的硝基苯？选修5《有机化学基础》第二章烃和卤代烃第二节芳香烃第二课时

【观察下列5种物质，分析它们的结构回答】其中①、③、⑤的关系是____________.

其中②、④、⑤的关系是_________.

同分异构体同系物CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C邻-二甲苯间-二甲苯对-二甲苯沸点：144.40C沸点：139.10C沸点：138.40C同分异构体对比思考:1.比较苯和甲苯结构的异同点，推测甲苯的化学性质。2.设计实验证明你的推测。反应类型与常见物质的作用氧化反应燃烧：酸性高锰酸钾溶液：加成反应氢气加成：溴水（溴的四氯化碳溶液）：取代反应液溴（铁粉）：硝化反应：甲苯的化学性质推测能不能能不能能能能能不能不能不能不能二、苯的同系物1、苯的同系物：具有苯环（1个）结构，且在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物。通式：CnH2n-6(n≥6)CH3

CH2CH3

甲苯乙苯苯环上的氢原子被烷基取代的产物。用数学方法确定苯（C6H6）的同系物（相差（CH2）x）的通式的过程：苯的同系物的通式：C6H6+CxH2x=C6+xH6+2x

令n=6+x则：C6+xH6+2x=?即苯的同系物的通式为：CnH2n-6C6+xH6+2x=CnH2n-6你能根据同系物的定义用数学的方法确定苯的同系物的通式吗？想一想选取代表物苯的同系物太多了不可能全部去研究怎么办呢？苯的同系物苯的同系物不溶于水，并比水轻。苯的同系物溶于酒精。同苯一样，不能使溴水褪色，但能发生萃取。（一）氧化反应⑴可燃性⑵可使酸性高锰酸钾溶液褪色2、苯的同系物的化学性质KMnO4(H+)溶液-R-COOH【实验】1.取一支试管，向其中加入2ml苯，再加入3-5滴酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，观察现象。2.取一支试管，向其中加入2ml甲苯，再加入3-5滴酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，观察现象。3.取一支试管，向其中加入2ml二甲苯，再加入3-5滴酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，观察现象。现象结论苯+酸性高锰酸钾甲苯+酸性高锰酸钾二甲苯+酸性高锰酸钾你观察到了什么现象？完成下表。酸性高锰酸钾溶液褪色（较慢）酸性高锰酸钾溶液褪色（较快）酸性高锰酸钾溶液不褪色苯不能被酸性高锰酸钾氧化？？苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是甲苯和二甲苯却可以使酸性高锰酸钾溶液褪色且二甲苯快。对比苯、甲苯、二甲苯的结构特点，思考：可能是什么原因导致了以上现象？苯环的存在对连在苯环上的烷基产生了影响，使酸性高锰酸钾溶液褪色。现象探究你能用学过的知识证明吗？苯的同系物的特性——可使KMnO4(H+)溶液褪色注意：不能使溴水褪色！因萃取使水层颜色变浅。【设计实验】：如何鉴别苯、甲苯、己烯、CCl4?事实上还有：等能使酸性高锰酸钾溶液褪色综上所述：你又能找到什么规律？等不能使酸性高锰酸钾溶液褪色与酸性高锰酸钾的反应（使高锰酸钾溶液褪色）反应机理：

|—C—H|

O||C—OH|酸性高锰酸钾溶液烷基上与苯环直接相连的碳直接连氢原子

H|—C—H|H

H||—C—C—||H

C|—C—C|C×（可鉴别苯和甲苯等苯的同系物）㈡取代反应1.苯的同系物的硝化反应一种淡黄色的晶体，不溶于水。不稳定，易爆炸。它是一种烈性炸药，广泛用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。2,4,6-三硝基甲苯CH3CH3NO2-NO2O2N-+3HO-NO2

3H2O+浓H2SO430℃-40℃2.苯的同系物的卤化反应已知：请问：条件一和条件二分别指的是什么条件？条件一：光照条件二：FeCl3从上组反应中我们看到甲基受苯环影响使得甲基易被氧化；那么苯环的化学性质有没有受到甲基的影响呢？迁移阅读思考:阅读课本P38实验以下的内容填表温度生成物苯甲苯50℃-60℃30℃硝基苯邻、对位硝基甲苯甲苯的硝化反应比苯更容易进行苯的同系物的苯环易发生取代反应。比较苯和甲苯与KMnO4溶液的作用，以及硝化反应的条件产物等，你从中得到什么启示?侧链和苯环相互影响：侧链受苯环影响易被氧化；苯环受侧链影响易被取代。【结论】㈢苯的同系物加成反应

苯的同系物也和氢气可以发生加成反应请写出甲苯与氢气加成的化学方程式：1、来源：三、芳香烃的来源及其应用a、煤的干馏

b、石油的催化重整应用：简单的芳香烃是基本的有机化工原料。2、稠环芳香烃【概念】由两个或两个以上的苯环共用相邻的2个碳原子而成的一类芳香烃，称为稠环芳香烃。萘蒽C10H8C14H10【归纳】烃链烃环烃饱和链烃不饱和链烃脂环烃芳香烃（脂肪烃）烷烃烯烃二烯烃炔烃苯的同系物稠环芳烃其它芳烃环烷烃等苯与甲苯性质比较对比与归纳烷烯苯与Br2作用Br2试剂反应条件反应类型与KMnO4作用点燃现象结论纯溴溴水纯溴溴水光照取代加成Fe粉取代萃取无反应现象结论不褪色褪色不褪色不被KMnO4氧化易被KMnO4氧化苯环难被KMnO4氧化焰色浅，无烟焰色亮，有烟焰色亮，浓烟C%低C%较高C%高【思考】讨论甲苯与液氯在不同的条件下可发生哪些反应？已知分子式为C12H12的物质A结构简式为

则A环上的一溴代物有()